Qualcosa di davvero strano sta succedendo dentro i superconduttori, e gli scienziati lo hanno appena visto con i propri occhi per la prima volta. Un gruppo di ricercatori ha fotografato direttamente il comportamento quantistico delle particelle accoppiate in un sistema che replica la superconduttività, scoprendo una sorta di “danza” coordinata tra le coppie che nessuna teoria esistente aveva mai previsto. Risultato pubblicato il 15 aprile 2026 su Physical Review Letters, frutto della collaborazione tra fisici sperimentali del CNRS francese e teorici del Flatiron Institute della Simons Foundation.

Il punto è questo: nella superconduttività classica, gli elettroni si accoppiano e si muovono insieme, permettendo alla corrente elettrica di scorrere senza alcuna resistenza. La teoria che spiega tutto questo, la celebre teoria BCS (dai nomi di Bardeen, Cooper e Schrieffer, premiata con il Nobel), dice che queste coppie agiscono in modo indipendente l’una dall’altra. Ognuna per conto suo, senza influenzarsi a vicenda. Ecco, questa nuova osservazione racconta una storia completamente diversa.

Come hanno osservato quello che nessuno aveva mai visto

Per riuscire nell’impresa, il team ha usato un gas di atomi di litio raffreddato a pochi miliardesimi di grado sopra lo zero assoluto. A temperature così estreme, gli atomi si comportano come fermioni, la stessa categoria di particelle degli elettroni, il che li rende perfetti sostituti per studiare la superconduttività in un ambiente ultra controllato. Grazie a una tecnica di imaging sviluppata appositamente, i ricercatori hanno catturato istantanee dettagliate delle posizioni di ogni coppia di atomi.

E qui arriva la sorpresa. Le coppie non erano distribuite a caso. Ogni coppia manteneva una distanza precisa dalle altre, come ballerini su una pista che evitano di scontrarsi tra loro. Un comportamento coordinato, una correlazione spaziale che la teoria BCS semplicemente non contempla.

“Il nostro esperimento ha mostrato che qualcosa manca qualitativamente da questa teoria,” ha spiegato Tarik Yefsah del Laboratoire Kastler Brossel al CNRS di Parigi. La metafora che usa è efficace: la teoria BCS è come guardare una sala da ballo dall’esterno, sentendo la musica e vedendo i ballerini uscire, senza sapere cosa succede davvero dentro. Con questo nuovo approccio, è come aver piazzato una telecamera grandangolare nel cuore della sala.

Perché questa scoperta può cambiare tutto

Le simulazioni quantistiche condotte da Shiwei Zhang del Flatiron Institute e dal suo ex collaboratore Yuan Yao He hanno confermato punto per punto i dati sperimentali, inclusa la spaziatura tra le coppie “danzanti”. Non si tratta quindi di un artefatto o di un’anomalia strumentale. È un fenomeno reale, robusto, riproducibile.

E le implicazioni sono enormi. Capire meglio come funziona la superconduttività a livello fondamentale è il primo passo per progettare materiali che possano supercondurre a temperature più alte. Negli anni Ottanta furono scoperti i cosiddetti superconduttori ad alta temperatura, che funzionano attorno ai meno 196 gradi Celsius (la temperatura dell’azoto liquido). Ancora oggi, però, nessuno sa spiegare fino in fondo perché funzionino a quelle temperature relativamente “calde”. Il sogno resta quello di arrivare a superconduttori che operino a temperatura ambiente, il che rivoluzionerebbe le reti energetiche, l’elettronica e il calcolo quantistico.

“Comprendendo questo caso semplice, possiamo affinare i nostri strumenti per studiare sistemi più complessi,” ha detto Zhang. “E i sistemi più complessi sono quelli dove cerchiamo nuove fasi della materia, che in passato hanno dato origine a molte scoperte tecnologiche fondamentali.”

Quella danza quantistica dentro i superconduttori, insomma, potrebbe essere la chiave per sbloccare tecnologie che oggi sembrano ancora fantascienza. E adesso, per la prima volta, qualcuno l’ha vista davvero.

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I computer quantistici continuano a perdere informazioni, e fino a poco tempo fa nessuno riusciva a capire davvero quanto velocemente succedesse. Ora, un gruppo di ricercatori ha sviluppato una tecnica di misurazione talmente rapida da cambiare le regole del gioco: oltre 100 volte più veloce rispetto ai metodi precedenti. E questo potrebbe essere il tassello mancante per rendere queste macchine finalmente affidabili.

Il problema è noto a chiunque segua il settore. I qubit, ovvero i bit quantistici su cui si basa tutta l’architettura di un computer quantistico, sono fragili. L’informazione che trasportano tende a dissolversi in tempi brevissimi, e soprattutto lo fa in modo imprevedibile. Jeroen Danon, professore alla Norwegian University of Science and Technology (NTNU), lo spiega in modo piuttosto diretto: nei qubit superconduttori, il tempo medio di conservazione dell’informazione è accettabile, ma varia in modo casuale nel tempo. Questo rende tutto enormemente complicato, perché senza sapere esattamente quando e perché l’informazione scompare, migliorare le prestazioni di un sistema quantistico diventa un po’ come aggiustare un motore al buio.

Una misurazione che ribalta la prospettiva

Ed è qui che entra in scena la novità. In collaborazione con un team internazionale guidato dal Niels Bohr Institute di Copenhagen, i ricercatori del NTNU hanno messo a punto un metodo che consente di misurare la perdita di informazione quantistica in circa 10 millisecondi. Prima ci voleva circa un secondo, che nel mondo della fisica quantistica equivale praticamente a un’eternità. Danon lo dice con una punta di orgoglio contenuto: “Più o meno in tempo reale”.

Questa velocità non è un semplice miglioramento tecnico. Significa poter osservare il comportamento dei qubit mentre cambia, cogliere fluttuazioni rapide che prima restavano invisibili. E soprattutto, significa poter risalire alle cause profonde della perdita di dati. Quando si riesce a vedere il problema nel momento esatto in cui si manifesta, trovare la soluzione diventa molto più realistico.

Cosa cambia per il futuro dei computer quantistici

Il passo avanti è significativo. Se i computer quantistici devono uscire dai laboratori e diventare strumenti utilizzabili su larga scala, la stabilità è il nodo centrale da sciogliere. Non basta aumentare il numero di qubit o raffinare gli algoritmi: serve capire cosa succede dentro queste macchine, istante per istante.

La ricerca, pubblicata sulla rivista Physical Review X nell’aprile 2026, apre una strada concreta. Con questo tipo di monitoraggio in tempo reale, gli scienziati potranno calibrare i processori quantistici in modo molto più preciso, intervenendo sulle instabilità prima che compromettano i calcoli. Non è ancora la soluzione definitiva, ma è quel tipo di progresso che sposta davvero l’asticella. E nel campo della computazione quantistica, ogni millisecondo risparmiato conta parecchio.

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Quella che sembrava una delle conquiste più importanti nel campo del quantum computing potrebbe essere stata interpretata in modo troppo ottimistico. Un gruppo di fisici ha provato a verificare alcune delle affermazioni più entusiasmanti degli ultimi anni e ha trovato qualcosa di molto diverso da quanto ci si aspettava. Anzi, ha trovato un problema che va ben oltre la fisica quantistica e tocca il modo stesso in cui funziona la pubblicazione scientifica.

Il team, guidato da Sergey Frolov, professore di fisica all’Università di Pittsburgh, insieme a colleghi del Minnesota e di Grenoble, ha condotto una serie di studi di replicazione su effetti topologici in dispositivi superconduttori e semiconduttori su scala nanometrica. Parliamo di un settore che fa gola a molti, perché potrebbe aprire la strada al topological quantum computing: un approccio teorico per conservare e manipolare l’informazione quantistica proteggendola naturalmente dagli errori. Un sogno, in pratica.

Eppure, ogni volta che i ricercatori hanno ripetuto gli esperimenti, sono emersi modi più semplici per spiegare quei dati. Segnali che erano stati presentati come passi avanti enormi nel quantum computing, pubblicati sulle riviste più prestigiose, avevano in realtà spiegazioni alternative molto più banali. La cosa inquietante? Quando hanno provato a far pubblicare queste scoperte, si sono scontrati con un muro. Gli editori delle stesse riviste che avevano accolto gli studi originali rifiutavano i lavori di replicazione perché “privi di novità” o perché “il campo era andato avanti”. Come se la verifica dei risultati scientifici fosse un dettaglio trascurabile.

Una battaglia lunga due anni per farsi ascoltare

Per superare questo ostacolo, i ricercatori hanno deciso di unire diverse repliche in un unico articolo completo, concentrato proprio sul topological quantum computing. L’obiettivo era doppio: dimostrare che anche segnali sperimentali molto suggestivi possono avere interpretazioni diverse quando si analizzano dataset più completi, e proporre cambiamenti concreti nel processo di peer review. Più condivisione dei dati, più discussione aperta sulle possibili alternative. Cose che dovrebbero essere normali nella scienza, ma evidentemente non lo sono abbastanza.

Il percorso è stato tutt’altro che semplice. L’articolo è stato sottomesso a settembre 2023 e ha trascorso un tempo record di due anni sotto revisione editoriale e tra pari. Due anni. Alla fine è stato pubblicato sulla rivista Science l’8 gennaio 2026, ma il fatto che ci sia voluto così tanto la dice lunga su quanto sia difficile mettere in discussione risultati già celebrati dalla comunità.

Cosa significa tutto questo per la ricerca sul quantum computing

Questa vicenda non mette in dubbio il potenziale del quantum computing in sé. Quella resta una delle frontiere più promettenti della tecnologia moderna. Però solleva domande serie su come vengono validate le scoperte scientifiche. Se replicare un esperimento viene considerato un lavoro di serie B, se nessuno vuole pubblicare i risultati che contraddicono studi precedenti, allora il sistema ha un problema strutturale. E non è un problema piccolo.

Il lavoro di Frolov e colleghi ricorda che la scienza funziona davvero solo quando qualcuno ha il coraggio (e la pazienza) di verificare quello che gli altri danno per assodato. Anche quando ci vogliono anni per farlo e altri anni per convincere il mondo ad ascoltare.

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Esiste un tipo di luce che fino a poco tempo fa nessuno riusciva a domare abbastanza da renderla utile per la microscopia. Si chiama luce terahertz, e un gruppo di fisici del MIT ha appena trovato il modo di comprimerla in uno spazio incredibilmente piccolo, tanto da riuscire a osservare qualcosa che nessuno aveva mai visto: il movimento collettivo degli elettroni superconduttori che oscillano insieme, come una sorta di gelatina quantistica che vibra. La scoperta, pubblicata sulla rivista Nature, apre scenari importanti sia per la comprensione della superconduttività sia per il futuro delle comunicazioni wireless ad altissima velocità.

La radiazione terahertz si colloca tra le microonde e l’infrarosso nello spettro elettromagnetico. Pulsa oltre mille miliardi di volte al secondo, una frequenza che corrisponde quasi perfettamente alle vibrazioni naturali di atomi ed elettroni nei materiali. Sulla carta, sarebbe lo strumento perfetto per studiare quei movimenti. Il problema, però, è sempre stato pratico: la lunghezza d’onda della luce terahertz è enorme rispetto alle strutture da analizzare, centinaia di micron. E una regola fondamentale della fisica ottica, il cosiddetto limite di diffrazione, impedisce di focalizzare la luce in un punto più piccolo della sua lunghezza d’onda. Il risultato? Il fascio finisce per “coprire” tutto il campione senza distinguere nulla di utile.

Come funziona il nuovo microscopio terahertz

Per aggirare questo ostacolo, il team del MIT ha utilizzato i cosiddetti emettitori spintronici, una tecnologia relativamente recente basata su strati metallici ultrasottili impilati. Quando un laser colpisce questi strati, si innesca una reazione a catena negli elettroni che genera impulsi terahertz brevissimi. Il trucco sta nel posizionare il campione vicinissimo all’emettitore, catturando la luce prima che abbia il tempo di disperdersi. In questo modo si riesce a comprimere il fascio in una regione molto più piccola della sua lunghezza d’onda, bypassando di fatto il limite di diffrazione.

Il microscopio è stato poi completato con uno specchio di Bragg, una struttura a strati che filtra le lunghezze d’onda indesiderate e protegge il campione dal laser. Con questo setup, i ricercatori hanno esaminato un materiale chiamato ossido di bismuto, stronzio, calcio e rame (noto con la sigla BSCCO, pronunciata “bisco”), un superconduttore ad alta temperatura. Raffreddandolo fino a temperature prossime allo zero assoluto, hanno osservato gli elettroni muoversi senza attrito come un superfluido, oscillando alle frequenze terahertz.

“Questo nuovo microscopio ci permette di vedere una modalità degli elettroni superconduttori che nessuno aveva mai osservato prima”, ha dichiarato Nuh Gedik, professore di fisica al MIT.

Perché questa scoperta conta davvero

Studiare materiali come il BSCCO con la luce terahertz potrebbe accelerare la corsa verso i superconduttori a temperatura ambiente, uno dei traguardi più ambiti della fisica moderna. Ma non è tutto. La stessa tecnologia potrebbe aiutare a identificare materiali capaci di emettere e rilevare radiazione terahertz, componenti essenziali per i futuri sistemi di comunicazione wireless a frequenze terahertz, potenzialmente molto più veloci delle attuali reti basate sulle microonde.

“C’è una spinta enorme per portare il Wi Fi e le telecomunicazioni al livello successivo, alle frequenze terahertz”, ha spiegato Alexander von Hoegen, primo autore dello studio. “Con un microscopio terahertz si potrebbe studiare come questa luce interagisce con dispositivi microscopici che un giorno potrebbero funzionare come antenne o ricevitori.”

Il team sta già applicando il microscopio ad altri materiali bidimensionali per esplorare ulteriori effetti su scala terahertz. Vibrazioni reticolari, processi magnetici, modi collettivi: tutto ciò che accade a queste frequenze diventa ora osservabile con una risoluzione prima impensabile. La ricerca è stata sostenuta dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti e dalla Gordon and Betty Moore Foundation.

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I computer quantistici rappresentano una delle frontiere più ambiziose della tecnologia moderna, eppure la strada per costruirli in modo affidabile passa attraverso materiali che finora si sono dimostrati quasi impossibili da ottenere. Un gruppo di ricercatori dell’Università di Chicago e della West Virginia University ha però trovato qualcosa di sorprendente: basta una sottile modifica nella composizione chimica di un materiale ultrasottile per trasformarlo in un superconduttore topologico, ovvero esattamente il tipo di materia esotica di cui questi dispositivi avrebbero bisogno per funzionare davvero.

Il punto è questo. Anche i supercomputer più potenti che esistono oggi faticano con certi problemi complessi, dalla scoperta di nuovi farmaci alla violazione di sistemi crittografici avanzati. I computer quantistici potrebbero risolvere queste sfide, ma dipendono da materiali rarissimi e capricciosi. I superconduttori topologici, per la precisione. Crearli e controllarli è stato finora un incubo per la comunità scientifica. Questo nuovo approccio, pubblicato su Nature Communications, cambia le carte in tavola perché offre un metodo pratico e replicabile.

Il segreto sta nel rapporto tra tellurio e selenio

Il materiale protagonista dello studio si chiama tellururo selenuro di ferro, una sostanza scoperta relativamente di recente che combina superconduttività con comportamenti topologici insoliti. Il team ha lavorato su film ultrasottili composti da tellurio e selenio, scoprendo che modificando con precisione la proporzione tra questi due elementi si riesce a spingere il materiale da una fase quantistica all’altra. Fino a raggiungere quella fase di superconduttore topologico tanto ricercata.

Come ha spiegato Haoran Lin, dottorando alla UChicago e primo autore dello studio, le correlazioni elettroniche funzionano come una specie di manopola da regolare. Se le correlazioni sono troppo forti, gli elettroni restano bloccati. Se sono troppo deboli, il materiale perde le sue proprietà topologiche speciali. Ma al livello giusto, ecco che emerge il superconduttore topologico.

Subhasish Mandal, professore di fisica alla West Virginia University e coautore della ricerca, ha sottolineato che questo materiale è unico perché mette insieme tutti gli ingredienti essenziali: superconduttività, forte accoppiamento spin orbita e correlazioni elettroniche pronunciate. Una combinazione ideale per esplorare come diversi effetti quantistici interagiscono e competono tra loro.

In passato, questo materiale veniva prodotto sotto forma di cristalli voluminosi. Il problema? Erano difficili da manipolare e la loro composizione chimica variava da una zona all’altra, rendendo i risultati poco affidabili e difficili da replicare.

Film sottili: la via concreta verso dispositivi quantistici stabili

Ed è qui che entrano in gioco i film ultrasottili sviluppati dal gruppo di Shuolong Yang, professore di Ingegneria Molecolare alla UChicago e autore senior dello studio. Questi film offrono vantaggi concreti rispetto ad altre soluzioni. Tanto per cominciare, funzionano a temperature fino a 13 Kelvin, mentre le piattaforme basate sull’alluminio richiedono di scendere intorno a 1 Kelvin. Può sembrare un dettaglio tecnico, ma significa che il raffreddamento diventa molto più gestibile con normali sistemi a elio liquido. Un bel passo avanti in termini di praticità.

I film sottili garantiscono anche una maggiore uniformità e sono decisamente più compatibili con le moderne tecniche di fabbricazione dei dispositivi rispetto ai cristalli tradizionali. Come ha fatto notare Lin, se si vuole usare questo materiale per un’applicazione reale, bisogna poterlo far crescere come film sottile, invece di provare a staccare strati da un cristallo che potrebbe avere una composizione incoerente al suo interno.

Diversi gruppi di ricerca stanno già collaborando con il team di Yang per modellare questi film e costruire prototipi di dispositivi quantistici. Nel frattempo, i ricercatori continuano a studiare altre caratteristiche del tellururo selenuro di ferro in forma di film sottile, per capire fino in fondo il suo potenziale.

Quello che rende questa scoperta particolarmente promettente non è solo il risultato in sé, ma il fatto che apre una direzione completamente nuova nella ricerca sui materiali quantistici. Un modo concreto, e non solo teorico, per progettare i materiali che i computer quantistici di prossima generazione avranno bisogno per diventare realtà.

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